蔣曉梅,劉翀
(麗水市中心醫(yī)院 藥學部,浙江 麗水 323000)
非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是與胰島素抵抗和遺傳易感性密切相關的獲得性代謝應激性肝損傷[1-2]。隨著肥胖及其相關代謝綜合征全球化的流行趨勢,NAFLD在我國的發(fā)病率日益升高,據不完全統計,脂肪肝發(fā)病率在2型糖尿病患者中約占50%,且多以NAFLD為主[3]。利拉魯肽是一種人胰高血糖素樣肽-1(human glucagons-like peptide-1,GLP-1)類似物,具有降低血糖、血脂,改善胰島素抵抗等作用,在臨床上被廣泛應用于治療2型糖尿病[4]。研究發(fā)現,利拉魯肽可降低NAFLD大鼠的總膽固醇(total cholesterol,TC)和甘油三酯(trilaurin,TG)水平,發(fā)揮對肝臟的保護作用[5]。巨噬細胞廣泛參與人體的各項免疫活動[6-7],巨噬細胞被極化后會釋放炎癥趨化因子和細胞因子,發(fā)揮抗感染和修復組織的功能[8],最近的研究表明,M2型巨噬細胞在治療2型糖尿病中起到了非常重要的作用[9]。然而目前未見研究報道利拉魯肽能否通過影響M2巨噬細胞極化發(fā)揮治療2型糖尿病NAFLD的作用。故本研究通過構建NAFLD小鼠模型,探討利拉魯肽對改善2型糖尿病伴隨的NAFLD的潛在作用機制。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物及試劑:SPF級健康6~8周齡雄性C57BL/6J小鼠購自上海斯萊克實驗動物有限責任公司,動物許可證號:SCXK(滬)2017-0005;利拉魯肽購自丹麥諾和諾德公司;高糖高脂飼料(10%豬油、10%蔗糖、2%膽固醇、10%蛋黃粉、68%基礎飼料)購自南京協同生物有限公司;鏈脲佐菌素(streptozocin,STZ)購自美國Sigma公司;丙氨酸轉氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、TG檢測試劑盒購自南京建成生物科技有限公司;IL-4和IL-10 ELISA試劑盒購自武漢博士德生物工程有限公司。
1.1.2 實驗儀器:MK-500C電子天平購自日本YMC公司;Beckman Coulter流式細胞儀購自美國Beckman公司;7070型全自動生化分析儀購自日本Hitachi公司;TS-100光學顯微鏡購自日本奧林巴斯公司。
1.2 方法
1.2.1 NAFLD模型制備:將小鼠適應性喂養(yǎng)1周后,隨機分為2組,分別為正常組(n=15),高糖高脂飼料組(n=40)。正常組普通飼料喂養(yǎng);高糖高脂飼料組高糖高脂飼料喂養(yǎng)4周,尾靜脈注射0.1 mol/L的無菌枸櫞酸(35 mg/kg),腹腔注射STZ溶液200 mg/kg,72 h后測定血糖,初測血糖≥16.5 mmol/L,穩(wěn)定5 d后,進行復測,以16.7 mmol/L≤血糖≤25.0 mmol/L為2型糖尿病NAFLD造模成功。
1.2.2 分組及給藥:從造模成功的小鼠中隨機選取30只,分為模型組和利拉魯肽組,每組15只。利拉魯肽組皮下注射利拉魯肽(100 μg/kg),每日1次,正常組和模型組注射相同體積的0.9%氯化鈉溶液,連續(xù)給藥4周,隔天測量體質量和肝臟質量(打開腹腔充分暴露肝臟,取新鮮肝臟,迅速稱濕重),計算肝臟指數=肝臟重量/體質量×100%。
1.2.3 肝組織HE染色:將肝組織置于4%中性甲醛固定,進行石蠟包埋,常規(guī)4 μm切片,將切片烘干后用二甲苯脫蠟,乙醇脫水,HE染色,乙醇脫水,透明,最后用中性樹膠封片,在光學顯微鏡下觀察肝組織病變情況。
1.2.4 肝組織油紅O染色:將肝組織置于蔗糖中冰凍切片,將切片烘干后用二甲苯脫蠟,用乙醇梯度水化,將切片放入油紅O染色液中,最后用甘油明膠進行封片,在光學顯微鏡下觀察肝組織病變情況。
1.2.5 血清指標檢測:對小鼠進行心臟取血,3 000 r/min,離心15 min,分離血清,用全自動生化分析儀檢測ALT、AST和TG含量。
1.2.6 流式細胞術檢測:頸椎脫臼處死小鼠后,在無菌條件下向腹部注入含雙抗(100 U/mL青霉素和100 μg/mL鏈霉素)的DMEM培養(yǎng)基,抽取腹腔液約4 mL;常溫1 000 r/min離心8 min,棄去上清液,用含10% FBS和含雙抗的DMEM培養(yǎng)液調整細胞濃度,接種于12孔培養(yǎng)板,37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)3 h。棄上清液,將細胞置于含10% FBS和含雙抗的DMEM培養(yǎng)液中24 h后,收集上清液及細胞,將細胞用PBS洗后將濃度調至5×105個/管,加1 μL FITC-抗小鼠CD206抗體常溫下避光孵育30 min,PBS重懸,用流式細胞儀檢測,分析M2型巨噬細胞的比例。
1.2.7 ELISA法檢測:取肝組織剪碎,冰浴下研磨制備組織勻漿,離心后吸取上清液,根據ELISA試劑盒的說明書檢測IL-4和IL-10的含量。
1.2.8 RT-PCR檢測:從冷凍的肝臟標本中分離提取總RNA,反轉錄合成cDNA。IL-4、IL-10、CD206、CD301、MGL-1、MGL-2和Arg-1等采用RT-PCR實驗測定。以β-actin為內參,采用2-ΔΔCt法對定量結果進行分析,獲得上述基因mRNA的相對表達量,引物序列如表1所示。
1.3 統計學處理方法 所有數據采用SPSS19.0統計軟件進行分析。正態(tài)分布計量資料以表示,2組間比較采用t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統計學意義。
表1 RT-PCR引物序列表
2.1 小鼠體質量及肝臟重量變化情況 模型組小鼠的體質量顯著高于正常組,而利拉魯肽處理后小鼠體質量明顯減輕(P<0.01)。與正常組比,模型組的肝指數顯著升高(P<0.01);與模型組相比,利拉魯肽組小鼠的肝指數顯著降低(P<0.01)。見圖1。
2.2 小鼠肝組織病理染色結果 HE染色結果表明,正常組肝細胞排列整齊,細胞中間有大而圓的細胞核,細胞質均勻,無脂肪滴浸潤;與正常組比,模型組小鼠肝組織內出現大量大小不等的脂肪空泡,肝細胞排列紊亂,部分可見炎性細胞浸潤;與模型組比,利拉魯肽組肝臟組織病變減輕,肝細胞排列整齊,脂肪滴明顯減少。油紅O染色結果表明,正常組肝組織中幾乎無脂肪滴;與正常組比,模型組脂肪滴增多且在肝組織中分布廣泛;與模型組比,利拉魯肽組的脂肪滴明顯減少。見圖2。
2.3 小鼠血清中TG、AST、ALT的表達 與正常組比,模型組血清中的TG、AST、ALT顯著升高;與模型組比,利拉魯肽組的TG、AST、ALT顯著降低,差異均有統計學意義(P<0.01)。見圖3。
圖1 小鼠體質量(A)和肝指數(B)及3組小鼠肝臟外觀圖(C)
圖2 肝組織病理染色結果(×20)
圖3 各組小鼠血清中TG、AST、ALT的表達
2.4 小鼠肝組織中抗炎細胞因子IL4和IL-10 的表達 與模型組比,利拉魯肽組IL-4(P<0.05)和IL-10(P<0.01)mRNA表達水平顯著上升,且IL-4(P<0.01)和IL-10(P<0.01)濃度也顯著上升,差異均有統計學意義。見圖4。
2.5 利拉魯肽對M2型巨噬細胞及標志物mRNA表達的影響 與模型組比,利拉魯肽組M2型巨噬細胞比例顯著上升,且CD206、CD301、MGL-1、MGL-2和Arg-1 mRNA表達量也顯著升高,差異均有統計學意義(P<0.01)。見圖5。
NAFLD在我國是除病毒性肝炎外的第二大肝病,可增加患者肝臟相關病死率和心血管疾病風險,其發(fā)病機制與胰島素抵抗和代謝綜合征密切相關[2]。目前臨床上對于2型糖尿病NAFLD患者主要治療方式為注射胰島素或口服降血糖的藥物,但經常令患者出現肥胖或血脂代謝紊亂等不良反應[10]。GLP-1是由腸道L細胞受營養(yǎng)素刺激而分泌的多肽類激素,已有研究發(fā)現GLP-1類似物利拉魯肽可降低2型糖尿病患者的TG、TC水平[11]。RAHMAN等[12]也發(fā)現GLP-1在脂肪肝疾病的小鼠模型中改善胰島素抵抗,提高胰島素敏感性,且胰島素抵抗與NAFLD密切相關[11,13],提示利拉魯肽對NAFLD具有治療作用。在本研究中,模型組小鼠的體質量、肝指數、TG、AST、ALT明顯升高,肝臟組織病變程度明顯加重,證實NAFLD模型成立。與之前的研究結果[11,14]一致,本研究結果表明利拉魯肽可以顯著降低高脂飲食誘導的NAFLD小鼠的體質量、肝指數、TG、AST、ALT。一項小型早期試驗表明利拉魯肽改善肝臟組織學特征和肝功能[15],本研究病理結果也顯示脂肪性降低,這些結果證實了利拉魯肽對2型糖尿病NAFLD具有降脂保肝的作用。
圖4 小鼠肝組織中IL4和IL-10的表達
圖5 利拉魯肽對M2巨噬細胞及極化標志物mRNA的影響
巨噬細胞是人體非常重要的免疫細胞,可增強機體防御功能,不同亞型的巨噬細胞具有的功能也不一樣,目前公認的巨噬細胞亞型為M1型巨噬細胞和M2型巨噬細胞,前者促炎作用,后者具有抗炎作用[16]。NAFLD主要的病理學特征為脂質以脂肪滴形式沉積于肝細胞中,肝臟內脂質的大量堆積[17]。研究發(fā)現,巨噬細胞可對肝臟細胞中的脂質代謝發(fā)揮重要作用[18]。在肝臟中,脂質的過氧化產物可激活NF-κB,活化后的NF-κB可促進多種炎性因子的表達,如IL-6可誘導機體產生胰島素抵抗,TNF-α促進肝臟的氧化應激,令肝細胞發(fā)生凋亡;而M2型巨噬細胞可分泌抗炎細胞因子,增強肝細胞脂質分解,減少脂質的沉積,從而改善NAFLD的病理學特征[19]。MAINA等[20]研究發(fā)現,在NAFLD小鼠的肝臟組織中出現Ml/M2型巨噬細胞比例的增加,且WAN等[16]研究發(fā)現M2型巨噬細胞可誘導M1型巨噬細胞凋亡,減輕炎癥反應和細胞損傷,說明M2巨噬細胞可對NAFLD發(fā)揮治療作用。為了探究利拉魯肽對M2巨噬細胞的影響,本研究檢測了NAFLD小鼠肝臟組織中M2型巨噬細胞及其標志物的表達,結果顯示利拉魯肽可顯著促進M2型巨噬細胞及其標志物的表達,且本研究結果還表明利拉魯肽顯著促進了NAFLD小鼠IL-4和IL-10 的表達水平。IL-4和IL-10 作為是機體重要的抗炎細胞因子,能誘導巨噬細胞極化成M2型巨噬細胞[21-22]。以上結果說明利拉魯肽可通過促進IL-4和IL-10的表達極化M2巨噬細胞,提高NAFLD小鼠肝臟組織中M2巨噬細胞的比例。
綜上所述,利拉魯肽能顯著降低高脂飲食誘導的NAFLD小鼠的體質量、肝指數、TG、AST和ALT的增加,改善肝臟組織的脂肪變性,說明利拉魯肽對2型糖尿病NAFLD具有治療作用;其作用機制可能通過促進IL-4和IL-10的表達極化M2型巨噬細胞從而改善2型糖尿病NAFLD。